高温超伝導体における不定比性の制御と物性

高温超导体非化学计量和物理性质的控制

• 批准号: 04240216
• 负责人: 上田 寛
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04240216/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; 不定比性; 相分離; 核磁気共鳴

La_<2-x>MxCuO_<4+y>(M=Sr,Ba:0≦X≦0.1)において,Ar処理したものと高酸素圧処理したものについて,酸素量,相関係,超伝導性を検討した。結果,高酸素圧処理したものは過剰酸素を含み,すべて超伝導を示す。X≦0.04では低温で,過剰酸素を含む超伝導相と定比組成の半導体相に相分離していて,Sr,Baの置換により相分離は抑えられる。酸素量二相の量比から,超伝導相でのCuの平均原子価を見積ると,2.05以上のものは超伝導を示すことが分かる。また,この異常な相分離には,b軸の長さが関係している様にみえる。Tl-2201超伝導体の場合,単相領域は金属の定比組成からずれた所に存在し,キャリアーの生成としては,酸素の下定比性のみならず,金属イオンの不定比性による電荷の不均衡が考えられる。この物質には正方のものと斜方晶相が存在するがTlがより欠損した領域で正方晶を示す。斜方晶は,La-214系のようなCuO_6八面体の傾きにより生じるものではない。核磁気共鳴実験からは,CuO_2での局所スピン帯磁率の特徴的温度変化,Cu-O結合軸方向でのナイトシフトの最大,反強磁性相関等,他の典型的高温超伝導体と共通の性質であるCu3dとO2P状態の強い混成が観測された。さらに,Tl-2201では,頂点酸素をとおしてのCuサイトとTlサイト間の超交換超微細相互作用の存在がはじめて観測された。これは,Cu3dと頂点酸素のO2S状態の混成すなわち共有結合性の存在を示している。電子ドープ系の母体であるT'型(RE)_2CuO_4(RE:希土類金属)について反強磁性共鳴実験を行った結果,Eu_2CuO_4については共鳴が観測されなかった。固溶系における共鳴観測とμSR実験から,Eu_2CoO_4もまた反強磁性体で,内部磁場は約99KOe,ネール温度は約260Kであることが判明した。

在La_<2-x>MxCuO_<4+y>(M＝Sr，Ba：0≤X≤0.1)中，确定Ar处理的那些和高氧压处理的那些的氧含量、相关系和超导性我考虑过。结果，经过高氧压力处理的那些含有过量的氧气并且都表现出超导性。当X≤0.04时，在低温下发生相分离，形成含有过量氧的超导相和具有化学计量组成的半导体相，并且可以通过Sr和Ba的取代来抑制相分离。当从两相的氧含量比推定超导相中的Cu的平均价数时，发现2.05以上的那些表现出超导性。此外，b 轴的长度似乎与这种不寻常的相分离有关。在Tl-2201超导体中，单相区存在于偏离金属化学计量组成的位置，载流子的产生不仅是由于氧的化学计量较低，而且是由于非化学计量。金属离子的性质可能存在不平衡。该材料具有四方相和斜方相，但在Tl更缺乏的区域显示出四方相。斜方晶体并不像 La-214 系统那样由 CuO_6 八面体的倾斜产生。核磁共振实验表明，CuO_2具有其他典型高温超导体所共有的特性，如局部自旋磁化率的特征温度变化、Cu-O键轴方向的最大夜移以及反铁磁相关性等。观察到 Cu3d 和 O2P 态的强烈杂化。此外，在Tl-2201中，首次观察到Cu和Tl位点之间通过顶点氧存在超交换超精细相互作用。这表明 Cu3d 和顶点氧的 O2S 态之间存在杂化键或共价键。对作为电子掺杂体系的基质的T'型(RE)_2CuO_4(RE：稀土金属)进行反铁磁共振实验，结果没有观察到Eu_2CuO_4的共振。固溶体体系中的共振观测和μSR实验表明Eu_2CoO_4也是一种反铁磁材料，其内磁场约为99 KOe，尼尔温度约为260 K。

项目成果

Atsushi GOTO: "NMR Study of Metallic Thallic Oxides;Tl_2O_<3-δ>" J.Phys.Soc.Japan. 61. 1178-1181 (1992)

Atsushi GOTO：“金属铊氧化物的核磁共振研究；Tl_2O_<3-δ>”J.Phys.Soc.Japan 61. 1178-1181 (1992)

Shinsaku KAMBE: "Evidence for Tranferred Spin Polarization at Apical O Site in Tl_2Ba_2CuOy" Phys.Rev.Lett.

Shinsaku KAMBE：“Tl_2Ba_2CuOy 顶端 O 位点转移自旋极化的证据”Phys.Rev.Lett。

Shinsaku KAMBE: "NMR Study of the Spin Dynamics in Tl_2Ba_2CuOy(Tc=85K)" Phys.Rev.B.

Shinsaku KAMBE：“Tl_2Ba_2CuOy(Tc=85K) 中自旋动力学的核磁共振研究”Phys.Rev.B。

Yutaka UEDA: "Structural and Superconducting properties of oxygenated La_<-x>MxCuO_<4+y>(M=Sr,Ba;0≦x<0.1)" Physica C. 198. 237-246 (1992)

Yutaka UEDA：“含氧 La_<-x>MxCuO_<4+y>(M=Sr,Ba;0≤x<0.1) 的结构和超导性能”Physica C. 198. 237-246 (1992)

Yohko FUJIWARA: "SUPERCONDUCTING PROPERTIES OF OXYGENATED La_<2-x>SrxCuO_<4+y>(0≦x≦0.06)" Physica C. 185-189. 577-578 (1991)

Yohko FUJIWARA：“氧化La_<2-x>SrxCuO_<4+y>(0≤x≤0.06)的超导性质”Physica C.185-189(1991)。